新能源接入对区域系统频率稳定的影响及机组改进控制策略

针对新能源接入比迅速增大,导致区域电网频率稳定性问题日益突出这一问题,研究接入比与频率稳定性的关系,并提出水电、火电主导调频的改进控制策略。分析发现,随着接入比的增大,区域电网的等值惯量变小,等值功-频调节能力降低,导致水电主导区域电网的静态、动态和暂态频率稳定性都降低,以及火电主导区域电网的静态、暂态频率稳定性降低,而动态频率稳定性基本不变。通过减小调差系数,在频率反馈通道附加微分环节,改善水电主导调频的全过程频率稳定性;在频率反馈通道附加比例微分环节,改善火电主导调频的全过程频率稳定性。仿真结果表明,影响原因分析合理,改进控制策略有效,对改善大比例新能源接入系统的频率稳定性具有重要参考价值。

直流接入后的多态频率稳定性及机组控制策略

频率分析是源–荷功率平衡的近似分析,基于等值机组的区域电网频率模型是合理的。通过3个性能指标,即扰动瞬间变化率、阻尼比和静态偏差,分析了直流接入后区域频率的暂、动、静态稳定性,得到了相关的主导因子。分析发现,恒功率直流接入后,等值机的惯量和功频静特性系数都变小;前者导致暂稳变差,后者导致静稳变差,二者之比基本不变导致动稳也基本不变;若改变功频静态性系数,则动稳、静稳出现逆特性。另外,虚拟惯性加有差调节的直流接入,虽可改善受端区域的频率稳定性,但对送端不利。故提出了受端常规机组功频调节方式的改进策略,即在功率反馈通道串联惯性环节,在频率反馈通道旁并联比例微分(proportion-differentiation,PD)环节。理论和仿真验证了有效性。该研究对提高区域电网的频率稳定性,提供了实用的参考依据。

变速恒频双馈风电机组分段分层控制策略的研究

针对并网后变速恒频双馈风电机组的优化运行及其与电网的协调问题,依据分段分层控制思想,提出了变速恒频风电机组的并网控制策略:按照风速将风电机组的控制分为两个阶段,即低风速的最大风能追踪控制阶段和高风速的恒功率控制阶段,同时依据分层思想将风电机组电气部分的控制分为参考值的整定和对参考值的跟踪两层控制。利用该分段分层控制策略,对北方某风电场及其接入系统中风电机组的运行特性和接入系统中关键性节点的电压特性进行了仿真分析,结果表明该控制策略不但可以实现风电机组的优化运行,而且能较充分地发挥风电机组中双馈发电机的无功调节能力,提高风电机组并网后的电压稳定性,保证全网无功优化运行。